Οι σουπερνόβα τύπου Ia είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη σύγχρονη αστρονομία. Θεωρείται ότι συμβαίνουν όταν ένας λευκός νάνος συλλαμβάνει μάζα πέρα από το όριο Chandrasekhar, προκαλώντας μια κατακλυσμική έκρηξη. Επειδή αυτό το όριο είναι το ίδιο για όλους τους λευκούς νάνους, οι σουπερνόβα τύπου Ia έχουν όλοι περίπου την ίδια μέγιστη φωτεινότητα. Έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τυπικά κεριά για τον προσδιορισμό των γαλαξιακών αποστάσεων. Οι παρατηρήσεις του σουπερνόβα τύπου Ia οδήγησαν στην ανακάλυψη της σκοτεινής ενέργειας και ότι η κοσμική διαστολή επιταχύνεται.
Ενώ αυτές οι σουπερνόβα έχουν φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για το σύμπαν, δεν είναι τόσο τυπικά όσο προτείναμε αρχικά. Ορισμένα, όπως το SN 1991T είναι πολύ πιο φωτεινά, ενώ άλλα, όπως το SN 1991bg είναι πολύ πιο φωτεινά. Υπάρχει επίσης μια παραλλαγή γνωστή ως Type Iax, όπου ο λευκός νάνος δεν καταστρέφεται εντελώς από την έκρηξη. Μπορούμε γενικά να λάβουμε υπόψη αυτές τις παραλλαγές κατά τον υπολογισμό των αστρικών αποστάσεων, αλλά καλό θα ήταν να έχουμε καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού πίσω από τη μέγιστη φωτεινότητά τους.
Ο πρόγονος ενός υπερκαινοφανούς τύπου Ia. Πίστωση: NASA, ESA και A. Field (STScI)
Σύμφωνα με θεωρητικά μοντέλα, η μέγιστη φωτεινότητα ενός σουπερνόβα τύπου Ia εξαρτάται από τη μάζα και την κεντρική πυκνότητα του λευκού νάνου πριν εκραγεί. Πώς όμως θα μπορούσαν να μετρηθούν αυτές οι τιμές; Εξάλλου, συνήθως ανακαλύπτουμε αυτά τα αστέρια μόνο αφού εκραγούν. Ευτυχώς, μια νέα μελέτη στοThe Astrophysical Journal Lettersδείχνει πώς μπορεί να γίνει.
Η μελέτη εξέτασε ένα κατάλοιπο σουπερνόβα γνωστό ως 3C 397. Απέχει περίπου 33.000 έτη φωτός από τη Γη και πιθανότατα εξερράγη πριν από περίπου 2.000 χρόνια. Επειδή το σουπερνόβα ήταν σχετικά κοντά και πρόσφατο, οι αστρονόμοι μπορούν να έχουν μια καλή άποψη του υλικού που εκτοξεύτηκε από την έκρηξη. Μια παλαιότερη μελέτη των υπολειμμάτων υπολειμμάτων υποδηλώνει ότι το αρχικό λευκό άστρο νάνος ήταν πολύ κοντά στο όριο Chandrasekhar όταν εξερράγη.
Μια σύγκριση μεταξύ της μετρούμενης πυκνότητας πυρήνα και της θεωρίας. Πίστωση: Ohshiro, et al
Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε στις παρατηρήσεις συγκεκριμένων ισοτόπων μέσα στα συντρίμμια, ιδιαίτερα εκείνων του τιτανίου και του χρωμίου. Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται τιτάνιο σε κατάλοιπο τύπου Ia. Όταν η ομάδα συνέκρινε την ποσότητα τιτανίου και χρωμίου με αυτές του σιδήρου και του νικελίου, βρήκε μια απροσδόκητα υψηλή αναλογία. Αυτό είναι σημαντικό επειδή οι αναλογίες Ti/Ni και Cr/Ni εξαρτώνται καθοριστικά από την πυκνότητα του πυρήνα του προγονικού αστέρα. Με βάση τις παρατηρήσεις της, η ομάδα διαπίστωσε ότι ο πυρήνας του 3C 397 ήταν 2-3 φορές υψηλότερος από ό,τι γενικά υποτίθεται για τους λευκούς νάνους. Έτσι, η έκρηξη ήταν πιθανότατα πολύ πιο φωτεινή από μια τυπική σουπερνόβα τύπου Ia.
Ενώ αυτή είναι μια ενιαία μελέτη ενός μεμονωμένου σουπερνόβα, δείχνει πώς η αναλογία των στοιχείων μπορεί να καθορίσει την πυκνότητα του πυρήνα του λευκού νάνου. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καλύτερη βαθμονόμηση της μέγιστης φωτεινότητας των σουπερνόβα τύπου Ia, τυποποιώντας καλύτερα το κερί για τους κοσμολόγους.
Αναφορά:Ohshiro, Yuken, et al. ' Ανακάλυψη μιας εξαιρετικά ουδετεροποιημένης συστάδας εκτόξευσης στο υπόλειμμα υπερκαινοφανούς τύπου Ia 3C 397 .The Astrophysical Journal Letters913.2 (2021): L34.